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Digitale Literatur/Digital Literature
Zeitschrift/Journal: Berichte der naturforschenden Gesellschaft zu Freiburg im Breisgau
Jahr/Year: 2009
Band/Volume: 99
Autor(en)/Author(s): Mäckel Rüdiger, Uhlendahl Thomas C.
Artikel/Article: Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial 45-76 © Naturforschende Gesellschaft zu Freiburg im Breisgau c/o Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften; download www.zobodat.at
Ber. Naturf. Ges. Freiburg i. Br., 99, S. 45 76, Freiburg 2009
Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial
Rüdiger Mäckel & Thomas Uhlendahl
Stichwörter
Zartener Becken, Geomorphologie, Flussgeschichte, Jungquartär
Zusammenfassung
Im Rahmen einiger Forschungsprojekte, die zwischen 1987 und 2005 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt wurden, konnten mit verschiedenen interdisziplinären Forschungsmethoden die jungquartäre Entwicklung der Flusslandschaft im Zartener Becken rekonstruiert werden. Die zeitliche Einordnung der Erosions- und Sedimentations phasen erfolgte mit Hilfe von Artefakten und 14C-Datierungen. Die Dreisam und ihre Neben- bzw. Quellflüsse haben sich im Spät- und Postglazial tief in die würmzeitlichen Schotter eingeschnitten. Die erste absolut datierbare Sedimentation fällt in das frühe Atlantikum. Die Auensedimentation mit Hinweis auf anthropogenen Ein fluss erfolgte jedoch erst in der Bronzezeit. Dieser Einfluss auf das fluviale Geschehen ver stärkte sich in der Keltenzeit (Latene) und zur Römerzeit. Keine aktive Auensedimentation konnte hingegen für die Zeit der Völkerwanderung und das Frühmittelalter nachgewiesen werden. Der spürbare Einfluss des Menschen auf die Auensedimentation erfolgte erst wie der im Hoch- und Spätmittelalter. Das Ergebnis der holozänen Erosions- und Akkumulati- onssphasen führte zur Ausbildung verschiedener Terrassenniveaus.
Anschriften der Verfasser: Prof. Dr. Rüdiger Mäckel Institut für Physische Geographie, Werthmannstraße 4, 79085 Freiburg Dr. Thomas Uhlendahl Institut für Kulturgeographie, Werthmannstraße 4, 79085 Freiburg
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Rüdiger Mäckel & Thomas Uhlendahl
Relief and surface forming processes in the Basin of Zarten during Late and Postglacial Times
Key words
Basin o f Zarten, Dreisam River, Relief development, fluvial landscape history, Late Qua ternary
Abstract
The investigations on the landscape development o f the Basin o f Zarten were carried out between 1987 and d 2005 with support o f the Deutsche Forschungsgemeinschaft. Different interdisciplinary research methods were used to find out the forms and surface processes during Late Quaternary times. The age o f the sedimentation phases were determined with aid o f artefacts and radiocarbon dating. The Dreisam and its headwaters and tributaries cut deeply into the Pleistocene (Würm) deposits during Late- and Postglacial times. The first detectable sedimentation occurred during the Early Atlantikum. The first alluvial sedimentation influenced by man took place during the Bronze Age. The Impact o f man increased during the Celtic (Latene Culture) and the Roman Period. However, no active river activity could be detected during the Time o f the Migration o f the Peoples and the Early Medieval Times. An intensive human impact on the alluvial sedimentation took place again during the High and Late Medieval times. The result o f the Holocene erosion and sedimentation phases lead to the formation o f dif ferent terrace levels.
1. Einleitung
1.1 Vortragsreihe zum Zartener Becken Der vorliegende Beitrag beruht auf einem Vortrag, der im Rahmen der Vortragsreihe „Natur und Geschichte des Dreisamtais“ der Naturforschenden Gesellschaft zu Freiburg im Wintersemester 2008/09 in Zusammenarbeit mit dem Studium generale an der Universität Freiburg gehalten wurde. In die schriftliche Fassung wurden auch Ergebnisse eingearbei tet, die aus den anderen fünf Vorträgen das Thema Geomorphologie und Landschaftsge schichte betrafen. Diese Vorträge waren: 1. „Das Dreisamtal: Die Gesteine des Rahmens und der Füllung von Prof. Dr. Wolfhard Wimmenauer (Freiburg), 2. „Ändert sich der Wasserhaushalt der Dreisam? Beobachtungen zum Wandel und zur Stabilität eines hydrologischen Systems“ von Dr. Christoph Külls (Freiburg),
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3. „Tarodunum - eine spätkeltische Siedlung im Dreisamtal“ von Dr. Heiko Wagner (Kirchzarten), 4. „Wuhren, Klüsen, Deichei - historische Wassemutzung im Dreisamtal“ von Dr. Katrin Schwineköper (Mössingen) und 5. „Burgen im Dreisamtal“ von Prof. Dr. Thomas Zotz (Freiburg). Ebenfalls wurden die Diskussionsbeiträge berücksichtigt, die nach den Vorträgen die weitere Forschung anregten bzw. vorgestellte Überlegungen noch einmal überprüfen ließen. Zu erwähnen sind u. a. die Hinweise von Prof. Dr. Heiko Steuer, Dr. Eckhard Villinger sowie die der oben erwähnten Referenten. Weitere Anregungen brachten die drei Exkursionen von Prof. Dr. Werner Konoid, Dr. Heiko Wagner und Revierförster Bernhard Friedmann, die im Sommersemester 2009 in Ergänzung zu den Vorträgen stattfanden. Sie behandelten vor allem die frühere Wassemutzung und Wiesenwässerung, die Waldnutzung und Waldge schichte sowie die alte Besiedlung und Landwirtschaft im Dreisamtal.
1.2 Lage des Untersuchungsgebiets Die meisten Veröffentlichungen und Vorträge über das Zartener Becken beginnen mit einem Photo vom Frauensteigfels, einer Schrägflugaufnahme oder einem Luftbild, da an diesen Unterlagen anschaulich seine Besonderheit dargestellt werden kann (Abb. 1). Inter essant wäre ein Vergleich der Aufnahmen aus verschiedenen Jahren und die daraus abzu leitenden Veränderungen im Landschaftsbild bis zur Gegenwart. Das Zartener Becken erstreckt sich östlich von Freiburg im Breisgau über 10 km Länge bis nach Burg - Himmelreich am Ausgang des Höllentals. Mit einer N-S-Ausdehnung von 3 km ist es für eine zum Schwarzwald gehörende Beckenlandschaft ungewöhnlich breit. Unterscheiden lassen sich bereits die verschiedenen Auenstufen und -flächen von der würmkaltzeitlichen (Nieder-)Terrasse bis zu den Flußläufen, die durch schmale Ufergehölze gesäumt werden. Die Landnutzung gibt bereits Rückschlüsse auf das Relief und den Boden: Ackerbau herrscht auf der Niederterrasse vor, während in den jüngeren Talauen Grünland vorkommt (Abb. 2). Neben der geomorphologischen Einzigartigkeit sind die besonderen Klimaverhältnisse für die Besiedlung und Landnutzung des Zartener Beckens hervorzuheben. Diese lassen sich anschaulich an der Wuchsklimakarte darstellen (E llenberg 1954, D eu tscher Pl a n u n g sa t l a s 1969, SCHEER 1992). Die relativen Wärmestufen (warm bis sehr warm) ver deutlichen die thermische Gunstlage dieses Raumes.
1.3 Forschungsstand und Forschungsprogramme Für das Studium der Geomorphologie und Landschaftsgeschichte sind drei grundlegende Arbeiten von Bedeutung, in denen vor allem die ältere Literatur aufgearbeitet wurde. Als erste ist die Geologische Karte 1:25.000 von HÜTTNER & WlMMENAUER (1967) zu nennen. Sie zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sie ausführlich das jüngere Quartär (Würm- Kaltzeit und Postglazial) behandelt. Die zweite wichtige Arbeit „Natur- und Kulturland schaft des Zartener Beckens“ von FRESLE (1966) erschien im Festbuch zur Zwölfhundert jahrfeier von Kirchzarten. Einen gerade für die Oberflächenformung unentbehrlichen Auf satz verfasste Liehl (1983) mit dem Titel „Landschaftsgeschichte des Zartener Beckens“
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Rüdiger Mäclcel & Thomas Uhlendahl
Abb. 1: Das Zartener Becken vom Frauensteigfels aus nach Nordwesten (Aufn. R. MÄCKEL, 25.05.1999).
Abb. 2: Bewegtes Kleinrelief und holozäne Auenstufen am Hagenbach westlich von Kirchzarten, zum Teil bedingt durch Flussarbeit (vorne und im Hintergrund rechts) oder durch Maßnahmen der Wiesenwässerung (Mittelgrund mit Person) (Aufn. R. MÄCKEL).
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Das östliche Zartener Becken — Geologische Übersicht —
S (vermutet) L J Niederterrasse ^ Ruine [] Grundgebirge Terrassenränder rf Burgstall m Lößlehm, Hanglöß { ^ ] holozäne Bachaue ft Schloß m Schwemmkegel
Eschbach
Baldenwegerhof,
'Weiler,
'B irk e n 'arten
-Brand, \W ie s n e c k iKirchzarten
Buchenbaehi
Abb. 3: Geologisch-geomorphologische Skizze des östlichen Zartener Beckens (aus Liehl 1983).
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Abb. 4: Schematisches Längsprofil durch das Zartener Becken (abgeändert und ergänzt nach Liehl 1983).
Er beruht auf vielen früheren Arbeiten (u. a. seit Liehl 1948) und langjährigen Beobach tungen. Darüber hinaus zeichnet er sich durch methodisch eindrucksvolle Skizzen und Querprofile aus (Abb. 3 und 4). Die geomorphologische Übersicht (Abb. 3) zeigt das abnehmende Gefalle von Ost nach West, das noch einmal im schematischen Längsschnitt dargestellt wird (Abb. 4). Die Höhendifferenz zwischen Falkensteig (487 m NN) und Frei burg (Schwabentor) beträgt 210 m. Die Differenz zwischen der Oberfläche der Niederter rasse und dem heutigen Fluss verringert sich von Himmelreich mit 12 m über Zarten mit 8 m bis auf Freiburg Schwabentor mit ungefähr 3 m. Die pleistozänen Schotter weisen ent lang des Profils Mächtigkeiten zwischen 30 und 40 m, maximal bis 55 m auf. Trotz der umfangreichen Veröffentlichungen wurde die Relief- und Landschaftsge schichte nochmals in verschiedene Forschungsprogramme einbezogen. Es handelt sich dabei um zwei Schwerpunktprogramme der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), und zwar um „Fluviale Geomorphodynamik im jüngeren Quartär“ (Ma 557/8, 1987 - 1992) (H a g e dorn et al. 1992, M äckel & Röhrig 1991, M äckel & Z ollinger 1989 und 1995) und um „Wandel der Geo-Biosphäre während der letzten 15.000 Jahre - Kontinentale Sedimente als Ausdruck sich verändernder Umweltbedingungen“ (Ma 557/11, 1995 - 2000) (MÄCKEL & Friedm an n 1998 und 1999, M äckel et al. 1999,2002 und 2003). In die Zeit des ersten Pro gramms fielen das Sommerhochwasser 1987 und das Weihnachtshochwasser 1991, in die Zeit des zweiten Programms der Straßenbau der B31-Ost. Im Rahmen dieser Forschungs programme konnten auch einige wissenschaftliche Arbeiten im Fach Geographie für das Lehramts- bzw. Magisterexamen an der Universität Freiburg geschrieben werden. Als weiteres DFG-Forschungsprojekt ist RheinLUCIFS zu nennen (Land Use and Cli- mate Impacts on Fluvial Systems during the Period of Agriculture) (Ma 557/15, 2001 - 2005), das sich vor allem mit der quantitativen Erfassung der Kolluvien und Auensedimente im Einzugsgebiet des Rheins beschäftigte (La n g et al. 2003, D ik a u et al. 2005, Seidel 2004, S eidel & M äckel 2007).
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Bezüglich der Arbeitsmethoden und der Verbindung naturwissenschaftlicher und geis teswissenschaftlicher Fragestellungen gab es wichtige Impulse von Seiten des Graduierten kollegs „Gegenwartsbezogene Landschaftsgenese“ (DFG-GRK 692, 2001 - 2008) (M äckel & Steuer 2003, M äckel et al. 2004 und 2007). Um eine gemeinsame Grundlage für die Forschung in verschiedenen Zeitscheiben zu erhalten, erfolgte die Gliederung des Holozäns in Chronozonen und Kulturepochen nach Lechner et al. (2003). Diese wurde ebenfalls im vorliegenden Aufsatz benutzt. Eine weitere Fundgrube für Forschungen zur Relief- und Landschaftsgenese des Jung quartärs unter naturbedingten und anthropogenen Einflüssen ist das von LANGE (2007) verfasste Buch „Die Dreisam - Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft“ Hervorzuheben sind vor allem die großartigen farbigen Karten und die klare Übersicht der einzelnen Fluss abschnitte, zum Beispiel des Zartener Beckens, mit detaillierten Informationen zum Natur raum und zur Geschichte. Die Zielsetzungen der einzelnen DFG-Forschungsprogramme umfassten die Rekon struktion der naturbedingten Umweltveränderungen und ihre Trennung von anthropogenen Einflüssen auf die Landschaft während des Spät- und Postglazials. Grundlage dafür bildeten die Geoarchive, die im Zartener Becken in Aufschlüssen und entlang von Bohrprofilen erfasst und ausgewertet wurden (s. Kapitel 2: Methoden). Schwerpunkte der Untersuchung lagen auf der Wechselwirkung von Klimawandel und den Aktivitäten des Menschen sowie der Steuerung physisch-geographischer Prozesse in einzelnen Kulturepochen in einem sich verändernden Waldland-Offenland-Verhältnis. Speziell wurden hier die Ursachen der wech selnden geomorphologischen Prozesse vom Ende der Kaltzeit bis zur Gegenwart erforscht. Neben der qualitativen Aufnahme der Reliefgenese wurde eine Quantifizierung der holozä- nen Sedimente durchgeführt. Gerade im Zartener Becken konnten die Zielsetzungen, die für das gesamte Einzugsgebiet des Oberrheins formuliert wurden, zu wegweisenden Ergebnis sen fuhren, da die physisch-geographische und kulturlandschaftliche Vielfalt methodisch wie inhaltlich gezielte Forschungsansätze zum Einsatz brachte.
2. Methoden der Feldaufnahme und Auswertung
Um die in Kapitel 1 erwähnten Forschungsziele zu erreichen, wurden verschiedene Arbeitsmethoden eingesetzt, die sowohl aus natur- wie geisteswissenschaftlichen Fachge bieten stammen und miteinander für die Landschaftsgenese verknüpft wurden (MÄCKEL et al. 2007). Für das Zartener Becken sollen nur einige wenige Arbeitsmethoden beispielhaft aufgeführt werden. Weitere Methoden sind in den einzelnen Dissertationen des Graduier tenkollegs „Gegenwartsbezogene Landschaftsgenese“ behandelt (u. a. bei Fa u st m a n n 2005, M üller & Lu d e m a n n 2007, B urg 2008 und Häbich 2009). Wichtigste Grundlage für Untersuchungen bilden die Aufschlussarbeiten, speziell die geomorphologisch-sedimentologische und stratigraphische Aufnahme der Sedimente (Kol- luvien und Auenablagerungen) an Aufschlüssen und entlang von Bohrprofilen (Abb. 5). Die Bohrungen wurden mit verschiedenen Geräten durchgeführt, u. a. mit der Cobra oder manu ell mit dem Domhof-Erdbohrer bzw. dem Pürckhauer (Abb. 6). Zusätzlich zu den Aufnah men der Auenterrassen wurden auch kleine Tälchen am Rande des Zartener Beckens unter sucht, da sie als mehrere Meter mächtige Sedimentfallen wichtige Geoarchive für die land schaftsgenetische Auswertung bilden (Abb. 6).
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Mittelalterlicher Auenlehm
Im Holozän umgelagerte Schotter
Würmzeitliche Schotter
Abb. 5: Auensedimente über pleistozänen Schottern entlang des neuen Krummbachs (Aufn. R. Mäckel , 10. 11.1999).
Abb. 6: Arbeit mit dem Pürckhauer am Querprofil Birkenreute (Aufn. R.MÄCKEL).
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Abb. 7: Aufschluss an der Hagenbach-Brücke mit archäologischen Funden (Reste eines römer zeitlichen Gefäßes, Aufn. J. Ries / A. Friedmann ).
Elevation '"C-Dates, 1 sigma range, alluvial sediments m a.s.l. 14000 n
12000
10000-
CL 8000 - 0Q
o 6000 - 1000
4 0 0 0 - (1)'
2000 - 200 “ 5* X --- r 0 ~r~ ------i------•------1 •------1— o 10 20 30 40 50 distance from Rhine [km] Kaiserstuhl Pre-Mountain Rhine-Danube Zone watersheed Upper Rhine Valley I Black Forest
Abb. 8: Häufigkeit von Radiokarbon-Daten aus Auensedimenten entlang eines Profils vom Rhein zu den Schwarzwaldhöhen (1 = Lage des Zartener Beckens, nach MÄCKEL et al. 2009).
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In den meisten Untersuchungsgebieten des Breisgaus treten Paläoböden als Leithori zonte auf, zum Beispiel der Schwarze Auenboden (S eidel 2006, B urg 2008, M äckel et al. 2009). Im Zartener Becken wurden diese nicht gefunden, Hinweise auf das Alter können jedoch die Bodentypen wie Parabraunerden und verwandte Subtypen und Varietäten auf den unterschiedlichen Terrassenniveaus liefern (HÄDRICH & Sta hr 2001). Wichtig für die stratigraphische und chronologische Einordnung der Sedimente sind die archäologischen Funde im Sedimentkörper (Abb. 7). Gerade die fachübergreifenden Unter suchungen erfordern daher eine enge Kooperation der Geomorphologie mit der Ur- und Frühgeschichte sowie der Provinzialrömischen bzw. Mittelalterlichen Archäologie. Die Altersbestimmung wird unterstützt durch die Isotopendatierung von organischen Proben (zumeist Holzkohle oder Holzresten). Die Häufigkeit von Radiokarbon-Daten entlang eines Profils vom Südlichen Oberrheintiefland zum östlichen Schwarzwald zeigt eine Häufung der Daten im Zartener Becken (Abb. 8). Diese Tatsache liegt sowohl an den guten Auf schlussverhältnissen und an den intensiven Studien, als auch an der kontinuierlichen Nut zung des Zartener Beckens als günstiger Siedlungsraum. 14C-gestützte Pollenanalysen wurden im Zartener Becken nicht durchgeführt. Die vegetations- und landschaftsgeschichtlichen Daten stammen daher aus benachbarten Moo ren, die sich in ehemaligen Karseen des höheren Schwarzwalds entwickelt haben (Fried m a n n 2000, SUDHAUS 2005, Su d h a u s et al. 2006, M äckel et al. 2009). Das durch Pollen analysen untersuchte Moor, das dem Zartener Becken am nächsten liegt, ist das von RÖSCH (1989) erforschte Vorkommen in Breitnau-Neuhof (986m NN) oberhalb des Höllentals. Trotz der Entfernung und unterschiedlichen Höhenlage geben die Pollendiagramme nützli che Hinweise auf die Veränderung der Vegetation durch naturbedingte, zumeist klimatische, und durch anthropogene Einflüsse. Eine Schlüsselstellung nahm in der ersten Phase des Graduiertenkollegs die Auswertung von Klima-Proxy-Daten für die Landschaftsgenese ein (D ostal 2005). Wichtig in diesem Zusammenhang ist auch die Verbindung zwischen den Klimarahmenbedingungen und den Hochwasserereignissen (M üller 1993, D ostal & Thiem 2003, Glaser 2008). Fast alle Untersuchungen, die sich mit der Entwicklung des Dreisamtais in den letzten Jahrhunderten beschäftigten, benutzten historische Karten, Luftbilder und Chroniken (S chneider & Röhrl 1983, Fr iedm an n & M äckel 1998, Schwineköper 2003, Lan ge 2007). Für das Zartener Becken wurden u. a. die Schmitt'sehe Karte von Südwestdeutsch land, Blatt 17 (1797) und der Topographische Atlas des Großherzogtums Baden 1.50.000, Blatt 34 (1844) herangezogen. Sie zeigen das Wald-Offenland-Verhältnis zur damaligen Zeit und die daraus abzuleitenden Möglichkeiten der verstärkten Abtragung von den ungeschütz ten Hängen. Die historischen Karten geben ebenfalls Hinweise auf den früheren Verlauf der Flüsse und ihre ehemalige Nutzung. So ist auf der Schmitt'sehen Karte südwestlich von Kirchzarten ein „Holtzflötz-Kanal“ verzeichnet und auf der topographischen Karte von 1844 ein „Floßgraben“ südlich von Kirchzarten. Vergleiche mit der aktuellen Topographischen Karte 1:25.000, 8013 Freiburg im Breisgau-SO und Geländeaufnahmen zeigen die Verände rungen der Bachläufe, wie sie von Schneider (2000) und Lan g e (2007) am Beispiel des Hagenbachs bzw. Krummbachs dargestellt wurden (Abb. 9). Andere Nutzungsformen der Talaue zeigen auf alten Luftbildern und Schrägluftaufnahmen die künstlichen Gräben und Bachumlegungen zum Zwecke der Wiesenbe- bzw. Wiesenentwässerung und für die Müh lenbetriebe. In diesem Zusammenhang sind auch Detailkartierungen des Reliefs im Maßstab
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Verlauf Krummbach (Zastlerbach) 1797 (Schmitt’sche Karte, Blatt 17) ^ s—■■ Verlauf Krummbach 1827 (,Top. Charte v. Baden1, Blatt 28 Freiburg) Verlegung des Krummbachs 1999
Kartengrundlage: L 8112 Freiburg i. Br.-Süd (1992), Kartographie: R. Schneider
Abb. 9: Die Laufveränderung des Krummbachs (aus SCHNEIDER 2000).
Abb. 10: Ablagerung von Blöcken, Steinen und Sand über der rezenten Talaue im Wagensteigtal durch das Hochwasser Dezember 1991 (Aufm G. Z ollinger ).
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der Deutschen Grundkarte 1:5.000 von Bedeutung, wie sie von M all (1997) durchgeführt wurden. In Ergänzung zu Geländekartierungen lassen sich die landschaftsprägenden Formen und Formungsprozesse aus früherer Landnutzung durch den Einsatz von Airbome Laser- scanning-Daten erkennen (SCHELLBERG 2007). Wichtige Hinweise auf die fluviale Geomorphodynamik liefern Berichte, Chroniken und alte Bilder der Dreisam-Hochwasser (SCHADE & UHLENDAHL 2006, LANGE 2007). Als anschauliches Beispiel für die Auswertung alter Photos sowie dazugehörender Kommentare ist hier die Auswirkung des Dreisam-Hochwassers von 1896 bei Zarten zu nennen (LANGE 2007). Die Bilder vom Bau der Höllentalbahn 1885 (SCHNEIDER & RÖHRL 1983) lassen eine hohe Abtragungsrate an den freigelegten Steilhängen entlang des Rotbaches vermuten. Eine Aufgabe der Angewandten und Anthropogenen Geomorphologie ist die Scha denskartierung nach Hochwasserereignissen. Hierzu liegen Geländeaufnahmen nach dem Winterhochwasser (Dezember 1991) von Zollinger (in MÄCKEL & ZOLLINGER 1995) für das Wagensteigtal und von MÜLLER (1993) für das Höllental vor. Gerade diese Beobachtun gen zur aktuellen Geomorphodynamik und Auensedimentation in Gebirgstälern verdeutli chen, daß ein einmaliges Ereignis zu verstärkter Ablagerung von Grobmaterial führen kann (Abb. 10). Eine nachfolgende Überdeckung mit Feinmaterial könnte dann später im Auf schluss eine geomorphodynamisch aktive Entwicklungsphase vermuten lassen, also zu Fehlschlüssen bezüglich naturbedingter oder anthropogener Einwirkungen auf das fluviale System führen.
3. Die Entwicklung des Zartener Beckens seit dem Spätglazial
3.1 Der Aufbau des pleistozänen Sedimentkörpers Auffallendes Merkmal des Zartener Beckens sind die deutlich durch Stufen getrennten Ter rassenniveaus. Den größten Anteil davon hat die würmzeitliche Terrasse (Niederterrasse) (Abb. 1, 2 und 3). Der Aufbau dieser Terrasse war eindrucksvoll zu erkennen entlang der Trasse der Bundesstraße 31 (B 31) nordwestlich Himmelreich. Für die Untersuchung des Sedimentkörpers bot sich auch eine 7 m tiefe und 30 m lange Schottergrube an, die 1999 südwestlich von Zarten im Zuge des Brückenbaus der B 31 angelegt wurde (Abb. 11). Unter einer 35 bis 50 (max. 70) cm mächtigen Auenlehmdecke waren die pleistozänen Schotter aufgeschlossen, die aufgrund der Schichtung, der Größe der Steine und Blöcke sowie des Rundungsgrads in zwei Lagen unterteilt werden konnten (Abb. 12). Die obere Lage, etwa 120 bis 150 cm mächtig, bestand aus gering geschichteten, kaum verwitterten Schottern und mittelgroßen Blöcken (Geröllgrößen zwischen 1 und 30 cm), die in eine san dige Matrix eingebettet waren. Darunter folgen bis zur Aufschlussbasis kaum geschichtete, stärker verwitterte Schotter und große Blöcke (zwischen 120 und 150 cm im Durchmesser) ebenfalls in sandiger Matrix. Die Rundungsanalyse (Tab. 1) zeigt für die obere Lage einen hohen Anteil an gerundeten Schottern, die auf ein montan-fluviales Milieu hindeuten. Der hohe Anteil an kantigem Material deutet auf eine periglazial-fluviale Herkunft hin. Die kantigen Bestandteile stammen von Solifluktionsschutt der Hänge, der den Schottern der Schmelzwasser zutransportiert wurde. Das Material der unteren Lage ist mehr kantenge rundet als in der oberen. Die Tatsache, daß kein Geröll geftmden wurde, das als gut gerun det bezeichnet werden konnte, lässt darauf schließen, daß diese Schotter über keine lange Strecke fluvial an ihre jetzige Stelle transportiert wurden. Es ist somit davon auszugehen,
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Abb. 11: Schottergrabe für den Brückenbau der B 31 südwestlich Zarten. Im Mittelgrund zweige teilte Auensedimente über pleistozänen Schottern der Niederterrasse (Aufn. R. M äckel ). daß die Schotter durch Gletscher glazial von den Höhen des Schwarzwalds herabtranspor tiert wurden und mit dem Abschmelzen der Gletscher glazifluvial weiter ins Tal bis ins Zartener Becken gelangten, wo sie schließlich einen Schwemmfächer aufbauten. Die Abla gerungen erfolgten zur Zeit des maximalen Vorstoßes des würmzeitlichen Höllental-Glet- schers, der ca. 28.000 bis 20.000 Jahren vor heute (BP) bis zum Hirschsprung (735 m) reichte (Schreiner & M etz 1985, Schreiner 1996). Im Zastler- und im Bruggatal reich ten die Gletscher nach H ü ttn er (1967) sogar bis auf fast 500 m NN hinab. Die großen Blöcke könnten entweder als Driftblöcke aus fluvialem Treibeis oder als Schwallblöcke aus dem plötzlichen Wasserstoß eines Eisstausees stammen. Die großen Blö cke mit einem Durchmesser bis zu 150 cm, kamen ebenfalls an den aufgeschlossenen Böschungen entlang der B 31 vor. Weitere Hinweise auf die Herkunft des Materials liefert die petrographische Zusam mensetzung der Schotter (Tab. 2). Sowohl in der oberen als auch in der unteren Lage sind vor allem Anatexite, Diatexite bzw. Metatexite enthalten. Weitere in geringeren Mengen vorkommende Gesteinsarten sind Granite, Orthogneise, Amphibolite und Metamorphite, also Gesteine des Grundgebirges. Dieses Ergebnis macht klar, daß der Schotterkörper des Zartener Beckens sich aus den Gesteinen des Grundgebirgsschwarzwalds aufbaut. Die im Aufschluss vorhandenen Anatexite und Gneise lassen die Aussage über eine genaue Her kunft nicht zu, da sie sowohl im Einzugsgebiet des Höllental-Gletschers als auch der Glet scher im Zastler- und Bruggatal Vorkommen.
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Aufschluß Niederterrasse Krummbach/Dreisam
Nicdertcrrassc/Zartcncr Becken TK 25 8013 Freiburg - SO RW 342150 HW 531532 Aufschlußgrenze bei 500 cm
371 mü. NN 1U Ah Aucnlchm uL (Fund eines latcnezeitlichen Topfes bei 20 cm u. GOF)
G 4, Gr 2 Nicderterrassenschotler sandige Matrix (mittelgroße Blöcke, kaum verwittert)
Niederterrassenschotter G 4, Gr 3 (große Blöcke, sandige Matrix shirker verwittert)
Abb. 12: Aufschluss der Niederterrasse zwischen Dreisam und Krummbach (ergänzt und verändert nach F r ie d m a n n & M ä c k e l 1998).
Tab. 1: Rundungsanalyse von Schottern der Niederterrassen zwischen Dreisam und Krummbach südwestlich Zarten (aus F r ie d m a n n & M ä c k e l 1998). Rundungs gut Gesamt- gerundet kantengerundet kantig grad gerundet anzahl Obere Lage 0 % 18,9% 74,6 % 6,3 % 79 Untere Lage 0 % 4% 94% 2 % 100
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Tab. 2: Petrographische Zusammensetzung der Gesteine im Niederterrassenaufschluss zwischen Dreisam und Krummbach (aus F r ie d m a n n & M ä c k e l 1998). Gesteinsart Ana-, Dia- und Amphibolit / Granit Metamorphit Metatexit Orthogneis Obere Lage (15,4%) (53,9 %) (7,7 %) (23 %) Untere Lage (15,4%) (61,5 %) (7,7 %) (15,4%)
Der unterschiedliche Verwitterungszustand der Gesteine deutet auf verschiedene Abla gerungszeiträume hin. Nach den Beobachtungen von Fr ie d m a n n & M äckel (1998) ist es wahrscheinlich, daß die zwei Lagen innerhalb der Würmkaltzeit während verschiedener Vorstoßphasen der Gletscher abgelagert wurden. Eine zweite Möglichkeit wäre, die untere Lage in die Risskaltzeit zu stellen. Im Würm könnte nach dem Abschmelzen des Brugga/ Zastler- und des Höllental-Gletschers im Tal liegendes Moränen- bzw. Schottermaterial ins Zartener Becken transportiert worden sein. Für diese Annahme spricht die Tatsache, daß nicht alle Schotter der unteren Lage stark zersetzt sind. Die Schotter zeigen einen stärkeren Verwitterungsgrad als die Schotterlage darüber, liegen jedoch z. T. mit gering verwitterten Schottern gemischt in der unteren Lage.
3.2 Geomorphologische Prozesse vom Frühholozän bis zum Atlantikum Über die Zeit des Spät- und des frühen Postglazials (Frühholozäns) gibt es relativ wenige Belege. So können nur analoge Schlüsse aus anderen Flussgebieten auf das Zartener Becken übertragen werden: Mit steigender Temperatur erfolgte ein schnelles Abschmelzen der Gletscher und ein Auftauen des Dauerfrostbodens. Insgesamt wurde weniger Wasser im Boden und Eis gehalten. Sowohl starke Regenfälle als auch Schmelzwässer führten zu einem höheren und schnelleren Oberflächenabfluss. Bei gleichzeitig geringerer Schotter last kam es zur Einschneidung in die pleistozänen Schotter und zur Umlagerung dieser bzw. Vermischung mit frühholozänem Flussmaterial. So finden sich in Aufschlüssen über dem ursprünglichen würmzeitlichen Schotterkörper die ältesten holozänen Sedimente (Abb. 13). Darin konnte während der Geländeaufnahmen nur ein absolutes 14C-Datum am Hagenbach ermittelt werden (Abb. 14). Das Alter der datierten Holzkohle beträgt 6180 — 5835 cal BC, fällt also in den Beginn des Atlantikums (6000 bis 3000 cal BC). Zu dieser Zeit war das Klima feuchter und wärmer als heute, so dass eine geomorphodynamisch aktive Phase zu vermuten ist. In der zweiten Hälfte des Atlantikums erfolgte ein Übergang zu trockenerem und wär merem Klima. Diese Klimaphase wird in der Literatur als „Holozänes Klimaoptimum“ (S chönw iese 1995) bezeichnet und ist für den südwestdeutschen Untersuchungsraum weit gehend belegt (u. a. MÄCKEL et al. 2009). Die Pollendiagramme zeigen für den Schwarz wald eine Massenausbreitung der Buche und Tanne (FRIEDMANN 2000, SUDHAUS 2005). In diese Chronozone fällt die Kulturepoche des Neolithikums (5500 bis 2200 cal BC). An günstigen Standorten erfolgte die Sesshaftwerdung und der Beginn des Ackerbaus. Damit einher gingen die Abnahme des Waldes und die Zunahme des Offenlandes. 14C-datierte Kolluvien und Auensedimente belegen die erste holozäne Sedimentationsphase im Ober rheintiefland (Elzrinnen, Ostrhein) (MÄCKEL & FRIEDMANN 1999). Sie wurde jedoch im Zartener Becken bislang nicht nachgewiesen.
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Rüdiger Mäckel & Thomas Uhlendahl
Abb. 13: Älteste holozäne Schotter über den würmkaltzeitlichen Ablagerungen an Hagenbach (Aufn. R. Mäckel ).
Abb. 14: Umlagerung und Datierung der würmkaltzeitlichen Schotter (ergänzt nach Mäckel et al. 1999).
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Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial
Excavation Haqenbach-Brücko (Basin of Zarten)
cm below surface 366 in a.?. I
sandy silt Ah loamy silt mud layer silty loam meadow loam (shard from the 17"' century AD.) gravel ienbl (sand, g rit) lilty loarn soil formation n loamy material with gravels (fAh) 14C age: 1515-1400ca! BC \ meadow loam with coarse grab material and charcoal 14Cage: 6110-5960cal. BC
pebbles, Würm terrace and 12 12.1995 TK ?f> 3013 Freiburg SF IrW 342145. HW 531520 220 ; Drawing: J. Seide
Abb. 15: Differenzierte Abfolge der Auensedimentation an der Hagenbach-Brücke mit archäologi schen Funden und 14C-Datierungen (verändert nach Friedmann & Mäckel 1998 und Mäckel et al. 1999).
3.3 Einfluss des Menschen auf das fluviale System im Subboreal In die Chronozone des Subboreals (3000 bis 800 cal BC) fallen die Kulturepochen des ausge henden Neolithikums und die Bronzezeit (2200 bis 800 cal BC). Auffallend für diese Zeit ist eine Zweiteilung des Klimas (Friedmann 2000): Während der erste Abschnitt noch recht milde Temperaturen aufwies, verschlechterte sich das Klima im zweiten Abschnitt (feuchter und kühler), bis zum weit verbreiteten Klimasturz um 800 cal. BC. Die Besiedlung und land wirtschaftliche Nutzung fand zuerst auf der begünstigten Niederterrasse statt und führte zu einer Zunahme des Offenlandes auf Kosten des Waldlandes bis an die Hänge. Damit konnte eine verstärkte Abtragung von Lockermaterial und Verlagerung in die Talauen erfolgen. In Verbindung mit Artefakten ist anzunehmen, daß bereits ein spürbarer anthropogener Einfluss auf das Flusssystem und die Auensedimentation vorhanden war. 14C-Daten aus Holzkohle, die im Auensediment gefunden wurden, belegen auch im Zartener Becken die 2. holozäne Sedimentationsphase (Abb. 15). Aus den Pollenanalysen geht weiter hervor, daß der Berg- land-Tiefland-Gegensatz, wie er noch im Neolithikum bestand, nicht mehr in allen Gebieten des Schwarzwalds gegeben war (RÖSCH 2000, Sudhaus 2005).
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3.4 Verstärkte anthropogene Einflüsse auf die Flussgeschichte im Subatlantikum Das Subatlantikum (800 cal BC bis heute) beginnt mit der vorrömischen Eisenzeit (Kelten zeit), dessen erster Abschnitt die Hallstattkultur (8. bis 5. Jh. BC) umfasst. Diese Zeit war geprägt durch ein kühleres und feuchteres Klima, dem holozänen Klimapessimum nach SCHÖNWIESE (1995). Flußmorphologisch ist aufgrund der Klima- und Abflussverhältnisse eine Einschneidungsphase zu beobachten. Auensedimente sind aus dieser Zeit nicht bekannt. Die Siedlungen scheinen sich auf Gunstgebiete (Kaiserstuhl, Vörbergzone) kon zentriert zu haben. Pollendiagramme lassen aufgelassene Felder und Weiden und eine Regeneration des Waldes vermuten. Die nachfolgende Latene-Kultur (4. bis 1. Jh. cal BC) zeigt einen deutlichen Anstieg menschlicher Aktivitäten: die Siedlungen und landwirtschaftlichen Nutzflächen weiteten sich nicht nur auf den flachen Terrassenniveaus aus, sondern zogen sich bis auf die unteren Hang lagen hinauf. Starke Abholzung für den Siedlungsbau und die Feuerung führten zu freien Oberflächen, von denen nicht nur Feinmaterial, sondern auch grobe Bestandteile (Grus und Steine) abgetragen wurden. In den Talauen lässt sich auch für das Zartener Becken die 3. holo- zäne Sedimentationsphase nachweisen. In diese Kulturepoche fallen die Funde zur ehemali gen Keltensiedlung Tarodunum (D eh n 1999). Weitere Forschungsarbeiten und Karten zu die sem Thema wurden von M a n g e i (2003) und La n g e (2007) ausgewertet. Die neuesten wis senschaftlichen Ergebnisse erscheinen in einem eigenen Aufsatz von Wagner (s. Vortragsreihe, Abs. 1) in diesem Heft. Interessant für die Flussgeschichte sind die ersten Pläne und die darauf wiedergegeben Flussläufe, u. a. vom SCHREIBER (1857), zitiert bei SCHNEIDER & Rö h rl (1983) bzw. bei M a n g e i (2003). Während am Ausgang der Schwarzwaldtäler (Elz, Glotter, Sulzbach) in den Sedimenten Schlacken und Holzkohle gefunden wurde, die auf einen intensiven Bergbau hinweisen, fehlen solche Funde im Zartener Becken. Einen einschneidenden Einfluss auf das Flusssystem ist während der Römerzeit (1. bis 3. Jh. cal AD) festzustellen. Auf der Grundlage von Klima-Proxydaten herrschte ein trockeneres und wärmeres Klima (Klimaoptimum der Römerzeit) vor. Der starke anthropogene Einfluss geht auf die weite Nutzung durch Siedlungen, Militärlager und Straßen zurück. Landwirt schaftliche Nutzung und Bergbau führten zu einer Reduzierung der Waldfläche und zu ver stärkter Abspülung von Lockermaterial. In den Talauen wie im Zartener Becken finden sich Ablagerungen der 4. holozänen Sedimentationsphase, die durch Scherbenfunde und 14C-Daten belegt sind (Abb. 15). Nicht gefunden wurden jedoch Hinweise auf römischen Bergbau. Pol lenanalysen weisen während der Römerzeit auf eine Bergland-Tiefland-Wechselwirkung hin. Zu Beginn der Germanischen Landnahme und Ausbauphase (4. bis 6. Jh. cal AD) stellte sich eine auffallende Klimaverschlechterung ein (Klimapessimum der Völkerwanderungs zeit). Damit einher ging eine Abnahme der Bevölkerungsdichte und des Agrarlandes. Die Pollenspektren dokumentieren eine Zunahme des Graslandes und eine Regeneration des Waldes. Auffallend ist das Fehlen einer Sedimentationssphase zu dieser Zeit. Aber auch die frühmittelalterliche Sedimentationsphase (7. bis 8. Jh.), die in anderen Schwarzwaldtälem belegt wurde (z. B. im Elztal, SCHNEIDER 2000), konnte für das Zartener Becken bislang nicht nachgewiesen werden. Dies ist insofern verwunderlich, da HOEPER (2001) und St e u e r (2002) Funde und ein Gräberfeld für das westliche Zartener Becken zwischen dem 5. und 8 Jh. belegen. Eine verstärkte Abtragung und Sedimentation trat erst wieder im Hoch mittelalter ein. Die Einwirkungen der Erschließung und Nutzung der Hochlagen des Schwarzwalds und der Tallandschaften wurde gefördert durch die günstigen Klimabedingungen (Mittelal terliches Klimaoptimum). Eingriffe in die Wälder durch Bergbau und den Bau- bzw. Feuer- 62 © Naturforschende Gesellschaft zu Freiburg im Breisgau c/o Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften; download www.zobodat.at
Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial
Legende
Stufen. Terrassen ■U Stufenhöhe 0-5m Täler. Tiefenltenie »-»-»■> Muktonfomvge Tiefenlinie *+ -* -* KofMQnnoe Tiefenhme Morpodynamik Rutschung Boöenkhechen ^ BAlung von Vtehtrtflen Hydrographie Gewisser perennierend. See mt Abfluß Gewisser, zeitweise fließend Quelnisse Quelle
Ergänzungen AHd Halde vP g Pinge DMd Mundloch eSb Stembruch
M aßstab 1:7 500
Feidaufnahme Oktober 1999 - Juti 2000
Kartengrundlage GK 1 5 000 8013 20 Burg Höfen
* Entwurf und ¿»etwjtv UWkt LMte
Abb. 16: Geomorphologische Skizze des Bergbaugebiets am Giersberg (aus Löffler 2000). holzverbrauch führten zu hohen Sedimentationsraten und Auenablagerungen. Die Karte über den mittelalterlichen Bergbau von Steuer (2003) zeigt die Bergbaugebiete am Rande des Zartener Beckens, u. a. am Giersberg. Die Bergbaurelikte aus dieser Zeit und die For men als Folge verstärkter Geomorphodynamik wurden von L öffler (2000) kartiert (Abb. 16). Die Schwermetallbelastung der Auensedimente im Zartener Becken und in den Neben- tälem wurden in einer Karte von Lange (2007) veranschaulicht. Es zeigt vor allem einen hohen Anteil von Zink und Blei aus dem Bergbau im Bruggatal und am Unterlauf des Rot baches. Die hoch- und spätmittelalterlichen Auensedimente konnten vor allem durch 14C-Daten und archäologische Funde belegt werden (Abb. 17 und 18). Gelegentlich treten Zeitinversi onen auf, wie am Krummbach, wo bronzezeitliche Funde von 25 cm mächtigen hochmittel alterlichen Sanden unterlagert sind (Abb. 17). Die spätmittelalterlichen Ablagerungen bestehen in der Krummbachaue aus 35 cm mächtigen Sanden, die reich an Holzkohle sind (Abb. 18). Diese auffallende Sedimentlage, überdeckt von Auenlehm mit Grus und Ziegel bruchstücken, fallt in einen Klimaabschnitt des 14. Jahrhunderts mit einer Klimaverschlech terung (nasse und kühle Sommer nach Glaser 2008). Die feuchten Verhältnisse wurden zusätzlich verstärkt durch häufig auftretende Niederschläge im Winter und Frühling. Ob die hochmittelalterliche Auensedimentation bereits in Verbindung mit der „Kleinen Eiszeit“ (B ork , et al. 1998, G laser 2008) steht, müsste durch weitere Sedimentfünde und Datierun gen belegt werden.
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Aufschluß Krummbachvertequnq NW SE m (Grabenmaricierung) 210 211 212 213 214 215 216 217 216 219 220 221 222 223 223 225 226 227 226 229 230
u G O F TK 8013 Freiburg i Br.-SO "’C-Datierung: 358 m 0. NN FR 99-29: 985-1025 cal AD RW 342071/HW 531551 1 6 .1 1 .1 9 9 9 FR 99-31: 1295-1125 cal BC Bearbeitung u. Zeichnung: R. Schneider
Abb. 17: Schmelzplatz in der Krummbachaue (aus Schneider 2000).
Aufschluß Krummbacfaaue (11 Krummbachaue ! Zanener Becken: 17.7.1997 TK 25 8013 Freiburg - SO RW 342145 HW 531525 Aufschlußgrenze bei 180 cm
366 m ü, NN
s L Ah
IS Auenlehm O O O oO O O O o <=> o X4, Gr 1. o o ° ° Krummbachschoiter o o lehmige Mairix (sL) o Do ° ° o
Auenlehm L . G r 1 (ZiegclbnidisUicke)
v ie l Holzkohle IS (Probe bei 165 cm ) — 1305-1410 cal AD 165 O Q ° o 2 p X4, Gr 3 180 Blöcke > 25 cm 0 Niederterrassenschotter lehmige Matrix (sL)
Abb. 18: Spätmittelalterliche und neuzeitliche Sedimentation in der Krummbachaue (ergänzt nach Friedmann & Mäckel 1998). 64 © Naturforschende Gesellschaft zu Freiburg im Breisgau c/o Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften; download www.zobodat.at
Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial
mü NX J2 R 2 JleuHcg 9
Abb. 19: Auenniveaus westlich Zarten (ergänzt nach Friedmann & Schneider 2000).
Neuzeitliche Auensedimente aus schluffigem Lehm, durch Scherbenfunde belegt (17. Jh.), sind ebenfalls vorhanden (Abb. 15). Entlang des Hagenbaches bzw. des Krumm baches sind diese Ablagerungen durch eine deutliche Stufe von der Überschwemmungsaue getrennt. Die jüngsten Sedimentlagen über den neuzeitlichen Auensedimenten bestehen zumeist aus sandigen und steinigen Schluffen (Abb. 15).
4. Die Entstehung der Auenniveaus und Terrassenstufen
Während an Aufschlüssen der Dreisam und seiner Zuflüsse die Sedimentkörper durch archäologische Funde und Altersbestimmungen mit der 14C-Methode datiert und differen ziert werden konnten, fehlt die zeitliche Zuordnung der Terrassenflächen und -stufen zu einzelnen Sedimentations- und Erosionsphasen. Dieser Frage widmeten sich die Untersu chungen von F r ie d m a n n & Sc h n e id e r (2000). Sie legten verschiedene Profile vom heuti gen Flussbett der Dreisam bis auf das Niederterrassenniveau (Abb. 19). Das Profil, das westlich von Zarten über den Heuweg in das Gewann Rotmatte führt, zeigt oberhalb des rezenten Dreisam-Flussbettes zwei jüngere Terrassenniveaus (TI und T2) mit zwei dazu gehörigen Rinnen (RI und R2), die über mehrere hundert Meter parallel zur heutigen Aue verlaufen. Die Rinne 2 weist deutliche Mäander (Mäanderdurchmesser bis 50 m) auf. Eine weitere Rinne (R3) fällt auf der Niederterrasse (NT) auf, die auch oberflächlich als Senke sichtbar ist und parallel zur heutigen Aue verläuft.
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Die petrographische Zusammensetzung der Schotter im Profil bestand überwiegend aus Metatexiten und Paragneisen, also aus Gesteinen des im Einzugsgebiet anstehenden Grund gebirges. Die Auenauflage der Terrasse 1 (TI) ist ca. 35 cm mächtig, die der Terrasse 2 (T2) zwischen 80 und 100 cm, max. 140 cm. Die Rinnen RI und R2 sind oberflächlich als Ver tiefungen klar auszumachen und zeigen teilweise noch ehemalige Prall- und Gleithänge an ihren Rändern. Es ist daher zu vermuten, daß die auch später noch als Wasserlauf für die Wiesenwässerung benutzt wurden, so dass sich die Tiefenlinien trotz landwirtschaftlicher Nutzung erhalten konnten. Teilweise sind solche Ent- bzw. Bewässerungsbahnen noch auf der Karte des Topographischen Atlasses von Baden, Bl. 34 (1844) zu erkennen. Die Rinne R2 grenzt mit einer 2 bis 3 m hohen Kante an das Niederterrassenniveau (NT) und zeichnet sich durch eine relativ mächtige Auenlehmdecke (bis 80 cm) aus. Diese Beobachtung spricht für eine nachträgliche Überflutung und Zusedimentation. Auch die Niederterrasse (NT) wird von einer 40 bis 50 cm, am Rande sogar bis 80 cm mächtigen Auenlehmdecke überzogen. Diese bezeugt die Existenz von spätglazialen Hoch flutlehmen oder holozänen Überflutungen der Niederterrasse (F r ie d m a n n & S c h n e id e r 2000). In dieser Auenlehmdecke konnte 20 cm unter Geländeoberfläche ein fast unverrollter latenezeitlicher Topf gefunden werden (Abb.12). Nach F r ie d m a n n & S c h n e id e r (2000) könnten die Überflutung und die Auensedimentation erfolgt sein, als die Rinne 2 noch Teil des Dreisamlaufs war, das Flussbett also noch nicht so tief lag wie heute. Ähnliche Beob achtungen liegen vom südlich gelegenen Krummbach vor (FRIEDMANN & MÄCKEL 1998). Diese Ergebnisse sprechen für eine Überflutung der Niederterrasse noch im frühen Subat- lantikum, also in oder nach der Latenezeit. Das Dreisam-Terrassenniveau T2 wäre damit also jünger als die Niederterrasse (NT) einzustufen und TI jünger als T2. Bei T2 handelt es sich möglicherweise um ein eisen- oder römerzeitliches Flussniveau. Terrassenniveau 1 könnte dann nach der Gliederung von M ä c k e l & F r ie d m a n n (1999) in das Mittelalter oder die Neuzeit gestellt werden. Die Ergebnisse zeigen somit, daß im Holozän mehrfache Fluss verlagerungen und die Einschneidung der Dreisam in die Niederterrasse stattgeftmden haben. Verstärkte Erosion und Auenlehmbildung scheint an der Dreisam mit dem Beginn der Besiedlung des Zartener Beckens in der Keltenzeit eingesetzt zu haben. Während L ieh l (1983) die Tieferschneidung und markante Stufenbildung (Abb. 20) den natürlichen fluvia- len Prozessen zuordnet, sieht HÜTTNER (1967) diese Bildung als Folge der Korrektion der Dreisam an. Weitere Einflüsse auf einen schnelleren Abfluss und eine damit verbundene Einschneidung sind durch Abgraben und Umleiten der Dreisam anzunehmen. So wurde 1744 bei der Belagerung Freiburgs der Dreisamlauf auf eine größere Strecke völlig abge graben und in ein Umleitungsbett gelegt (SCHNEIDER & RÖHRL 1983). Auffallend ist die geringe Feinmaterialdecke der TI-Stufe (Abb. 21). Diese Tatsache weist ebenfalls auf eine schnelle Einschneidung des Flusses hin.
5. Berechnung der Auensedimente und Kolluvien im Holozän
Die unterschiedliche Intensität der Auenlehm- und Kolluvienbildung in den einzelnen Kul turepochen wurde bislang nur aufgrund der Fundhäufigkeit geschätzt (MÄCKEL et al. 2002). Eine genaue quantitative Ermittlung (Budgetierung nach RheinLUCIFS) gelang SEIDEL (2004) für die Sedimente und Kolluvien im Einzugsgebiet der Elz. Tabelle 3 gibt die Ergeb nisse für die Auenbereiche des Zartener Beckens wieder. Interessant sind die Vergleiche mit
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Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial
Abb. 21: Aufschluss des Terrassenniveaus 1 westlich Zarten. Links Terrassenstufe, rechts Dreisam. Die schotterreichen Ablagerungen sind nur gering mit Auenlehm überdeckt (Aufn. R. MÄCKEL).
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Tab. 3: Quantitative Bestimmung der Sedimente in Schwarzwaldtälem (ausSEIDEL 2004).
Sedimentspeichertyp Mächtigkeit (m) Fläche (km2) Volumen (km3) Auenbereiche im Schwarzwald 0.9 54.42 0.048978 ohne Brellenbach Auenbereiche des Brettenbachs 2 4.09 0.008180 Aucnbcrciehe im Zartener Becken 0,9 10.74 0.009666 Kolluvien im Elzlal 1.1 4.79 0.005269 Kolluvien westlich der Schwarz 4 0.86 0.003440 waldhauptverwerfung
anderen Tälern des Schwarzwalds. Auffallend dabei ist die relativ geringe Auensedimentde- cke im Zartener Becken (90 cm), wohingegen diese im Brettenbachtal 200 cm, im Tennen bach, einem Nebental des Brettenbachs, sogar 300 cm mächtig ist. Diese Beobachtung lässt auf mehr Durchtransport von Feinmaterial im Zartener Becken schließen im Gegensatz zu den Auenbereichen kleiner Täler, die häufig als Sedimentfallen anzusehen sind.
6. Diskussion der Ergebnisse
Die erste durch 14C-Daten nachweisbare Sedimentationsphase im Zartener Becken fällt in das frühe Atlantikum. Ein wärmeres und vor allem feuchteres Klima mit hohen Nieder schlägen führte zu einer verstärkten fluvialen Geomorphodynamik. Die Sedimente zeigen einen hohen Steinanteil. Diese Tatsache weist auf ein Bergflussmilieu sowie eine Ablage rung während eines katastrophalen Niederschlagsereignisses hin. Über vergleichbare Pro zesse wurde auch für andere Flussabschnitte (z. B. Freiburger Bucht) und im Elztal berich tet (S chreiner 1996, MÄCKEL 1997, Schneider 2000). Hinweise auf anthropogene Ein flüsse (Mesolithikum) liegen nicht vor. Eine spürbare menschliche Einwirkung auf das fluviale System und die Auensedimen- tation liegt erst mit der holozänen Sedimentationsphase 1 im Neolithikum für einige Fluss gebiete im Schwarzwald und Oberrheintiefland vor (Tab. 4). Die Ablagerungen hängen mit der Sesshaftwerdung des Menschen und der Ausweitung der landwirtschaftlichen Nutzflä chen während einer günstigen Klimaphase (Holozänes Klimaoptimum) zusammen. Von den ungeschützten Flächen konnte vermehrt Feinmaterial abgespült und den Flüssen zugeführt werden. Die älteste holozäne Sedimentationsphase 1 ist jedoch im Zartener Becken nicht belegt. Hier wurde erst für die Bronzezeit die Auensedimentation sowohl durch 14C-Daten als auch durch Artefakte nachgewiesen (Holozäne Sedimentationsphase 2 in Tab. 4). Im Gegensatz zu anderen Flussgebieten des Schwarzwalds fehlt jedoch die hallstattzeitli che Sedimentationsphase (3a in Tab. 4). Eine starke Beeinflussung beginnt wieder in der Latenezeit. Danach müssen nicht nur die ebenen Terrassenniveaus sondern auch die anschlie ßenden Hänge entwaldet worden sein, so dass intensive Materialabpülung stattfinden konnte. Der starke Einfluss der Keltenzeit wird auch aus anderen Flussgebieten im Schwarzwald und am Oberrhein berichtet MÄCKEL 1987 und 1988, SCHNEIDER 2000, MÄCKEL et al. 2009). Im Gegensatz zu diesen Gebieten wurden jedoch im Zartener Becken keine Hinweise auf den
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Die Oberflächenformung des Zartener Beckens im Spät- und Postglazial
Tab. 4: Phasen der Auensedimentation im Oberrheingebiet (verändert nach M äckel & Fried - m ann 1999, Schneider 2000, Seidel 2004). Datierung Phase Kulturperiode * Lokalität Korngröße** durch Auenbereiche sL, uL 14C Oberrheinebene Scherben Neolithikum 1 (5500-1800 v. Chr.) Freiburger Bucht L, X 14C (Elz, Glotter, Dreisam) Bronzezeit Zartener Becken tL 14C 2 (1800-800 v Chr.) Artefakte Hallstattzeit (8.-4. Jh. V. Ettenbach S Scherbe a Chr.) ffl 69 © Naturforschende Gesellschaft zu Freiburg im Breisgau c/o Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften; download www.zobodat.at Rüdiger Mäckel & Thomas Uhlendahl Bergbau gefunden. Ein verstärkter Einfluss auf die Flussaktivität und Talgeschichte erfolgte während der Römerzeit. Die Aktivitäten beschränkten sich nicht nur auf die unteren Talland schaften, sondern schlossen auch die Höhenstufen des Schwarzwalds ein (F r ie d m a n n 2000, S c h n e id e r 2000, S u d h a u s 2005). Damit setzte in der Landschaftsgeschichte eine spürbare Bergland-Tiefland-Interaktion ein. Zusätzlich zu der Sedimentationslücke zwischen der Römerzeit (Sedimentationsphase 4) und den mittelalterlichen Phasen fehlt im Zartener Becken auch die frühmittelalterliche Phase (5), obgleich von Seiten der Ur- und Frühgeschichte Belege der Besiedlung und Landnutzung vorliegen (STEUER 2002). Die hoch- und spätmittelalterli chen Sedimentationsphasen beruhen auf einer Wechselwirkung von Klimaveränderungen und Landnutzung. So fällt die spätmittelalterliche Sedimentationsphase mit einem von G l a se r (2008) belegten feuchteren (regenreichen) und kühlen Klima zusammen. Diese Sedimentati onsphase korreliert ebenfalls mit neuen Untersuchungen am südlichen Oberrhein von F r e c h en et al. (2008). Insgesamt kann jedoch auch für das Zartener Becken die Hypothese des Graduierten kollegs bestätigt werden, daß der Einfluss des Menschen auf die fluvialen Prozesse und die Oberflächenformung weit stärker war als bisher angenommen wurde. Das Ergebnis ist ein heute vorhandenes vielfältiges Landschaftsbild, das durch ein schneidende Maßnahmen des Menschen gefährdet ist (Straßenbau, Siedlungen) und in sei ner derzeitigen Form als Kulturlandschaft geschützt und erhalten bleiben sollte. Danksagung Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Unterstützung der Untersuchungen in verschiedenen Projekten, die in der Einleitung erwähnt wurden. Dank gilt auch Herrn Dr. B. Kromer, 14C-Labor der Akademie der Wissenschaften Heidelberg für die Analysen und Kommentare der Ergebnisse. Dank gilt auch den Kollegen und Schü lern, mit denen zusammen die Geländeaufnahmen durchgefuhrt wurden. 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